一种铁路隧道双向行走作业装置

1.本发明涉及隧道治理技术领域，具体涉及一种铁路隧道双向行走作业装置。


背景技术：

2.隧道是一种工程建筑物，隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道。隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长的隧道还有专门的通风和照明设备。隧道的施工和维护通过隧道施工车来实现；隧道施工车上装载有多种工具，例如钻孔机、凿毛机、切割机等。凿毛机是一种把已经完成的主体结构面进行处理，使两个施工阶段的施工面粘结牢固的类似于斩斧的工具。通常凿毛机是应用在现浇混凝土结构中，在现浇板浇注完毕后，要凿毛，进行下一层的浇注，让混凝土粘结牢固。所以“凿毛机”一般也被称为“混凝土凿毛机”。
3.在实际工程实践中，存在以下问题：
4.一、现有技术的凿毛机的所有锤头共同进行捶打，但现有技术存在对部分锤头进行控制的需求，例如捶打边角位置时适于用部分锤头进行捶打，例如cn214293845u涉及一种可通过编程控制单个凿毛头工作顺序和时间的凿毛机。每一个出气通道分别通过一个出气分管与一个所述凿毛头连接，但这种方案需要大量的控制结构和控制管路以及逻辑控制芯片，成本高零部件多。
5.二、现有技术的凿毛机气缸，均设计为从上侧方进气，然而面对多通路的情况，如多通路控制不同的气缸运动，仅仅从上侧方进气已经无法适配更多功能的管路布局。
6.三、现有技术中的凿毛机气缸，仅仅考虑到了上下方驱动，但实际工作中向下锤击的力量需要的较大，向上回位需要尽量轻以减轻内壁撞击；现有技术中尚未意识到有效解决该问题的方案。
7.四、现有技术中的凿毛机内部通路控制中，只能控制单一通路的通断，而无法控制多通路的通断，部分技术可以控制多通路的通断，但这种技术无法控制相互垂直方向上的两个通路的通断。


技术实现要素：

8.为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铁路隧道双向行走作业装置，包括车体、第一驾驶室、第二驾驶室、履带、液压支撑腿、门架、平台、支撑板、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、喷枪、切割设备、钻孔设备、液压驱动机构、凿毛设备，车体上方设置有第一驾驶室、第二驾驶室，第一、第二驾驶室朝向相反，车体下方设置有所述履带，车体侧方设置有液压支撑腿，所述车体的前后两端各设有一个门架，一个门架上设置有平台、另一个门架上设置有支撑板，所述平台上设置有第一臂、第四臂，所述支撑板上设置有第二臂、第三臂；所述第一臂的工作端设置有所述切割设备，所述第二臂的工作端设置有凿毛设备，所
述凿毛设备包括工作臂、凿毛机，所述第三臂的工作端设置有钻孔设备，所述第四臂的工作端设置有喷枪，第一至第四臂均通过所述液压驱动机构驱动实现转动；
10.所述凿毛机包括主体，主体上安装有驱动件，主体内设有第一模块、第二模块、上进气路、下进气路、竖向气路、副通路、主通路、驱动板；所述驱动板从上到下依次包括封闭部、开口部、l形部；第一模块包括一排气缸模块，第二模块包括若干排气缸模块，所述气缸模块包括缸体、活塞部；所述缸体内设有上腔、抬升腔、下压腔、下腔、支进气路、上排气路、下排气路、环形腔、上垫块、下垫块；活塞部包括上活塞、连接柱、径缩杆、下活塞、活塞杆、凿击头；
11.驱动件可驱动驱动板上下运动；所述封闭部封闭上进气路时，上进气路与下进气路关闭；当开口部连通上进气路时，下进气路封闭、上进气路与副通路连通；l形部包括l形截面，当l形部对准上进气路时，上进气路与副通路切断，上进气路通过竖向气路连通至下进气路，下进气路连通主通路；当l形部从对准上进气路位置继续抬升时，上进气路连通副通路，下进气路连通主通路；主通路分别连通至第二模块内的每个气缸模块的支进气路，副通路分别连通至第一模块内的每个气缸模块的支进气路；
12.所述上活塞下方连接所述连接柱，所述连接柱下方连接径缩杆，所述径缩杆下方连接下活塞，所述下活塞下方连接活塞杆，所述活塞杆下方连接凿击头，所述凿击头伸出缸体；所述上活塞上方为上腔，所述上活塞下表面与缸体内壁之间形成所述抬升腔，所述下活塞下方形成下腔，所述下活塞上表面与缸体内壁之间形成所述下压腔；所述连接柱中设有连通路；活塞部位于第一位置时，支进气路输出气体至环形腔后通过径缩杆的外周流向所述下压腔，下压过程中所述抬升腔中的气体通过上排气路排出，活塞部位于第二位置时，所述支进气路连通所述连通路，并通过所述连通路连通至所述抬升腔，抬升过程中所述下压腔中的气体通过下排气路排出。
13.优选的，当支进气路连通所述连通路、流体从支进气路流至连通路时，流路面积减小。
14.优选的，第一模块内的气缸模块数量为一或二或三或四。
15.优选的，第二模块内的每排气缸模块的数量与第一模块内的气缸模块数量相同。
16.优选的，下压腔中设有下垫块，抬升腔中设有上垫块。
17.优选的，所述下活塞的直径大于上活塞的直径。
18.优选的，所述主通路借助中间通路分别连通至第二模块内的每个气缸模块的支进气路。
19.优选的，所述副通路借助中间通路分别连通至第一模块内的每个气缸模块的支进气路。
20.优选的，所述主体侧方设置有支架部。
21.优选的，工作状态下，所述支架部抵接在工作面以对凿毛机进行定位。
22.本发明的有益效果是：
23.一、针对背景技术提出的第一点，构建了一种集成式凿毛机，其通过较少的结构实现整体凿击与单排凿击的切换，实现既可以工作环境宽裕时整体凿击，工作环境狭窄或者凿击边角时也可以单排凿击的两种效果，工作状态包括整体凿击、单排凿击、除了单排以外的其它部分凿击、停机四种。
24.二、针对背景技术提出的第二点，提出了一种适配于凿毛机主体中部进气的双向气缸，从而该气缸可以适配于低位置的进气路，从而即使存在多条功能性气路导致气路位置降低也能合理适配。
25.三、针对背景技术提出的第三点，设计了一种针对上下方驱动力的不同设计不同流路的方案，其中向上驱动设计了小流量通路以及小活塞，向下驱动设计了环形腔、径缩段活塞杆、大活塞以扩大气路面积，提高向下的驱动力。
26.四、针对背景技术提出的第四点，采用了一种可以控制垂直方向两条通路通断的结构，其包括封闭段、开口段、l形段，可以实现垂直双向导通、封闭、横向导通、折向导通四个功能，而结构仅仅只是一块板。
27.注：四个发明点按照从整体到局部先后顺序排列，其排列顺序与发明高度无关，四个发明点均具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
28.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
29.图1为本发明双向行走作业装置三维示意图
30.图2为本发明凿毛机正视示意图
31.图3为本发明凿毛机仰视示意图
32.图4为本发明凿毛机侧视封闭状态示意图
33.图5为本发明凿毛机侧视横向通流状态示意图
34.图6为本发明凿毛机侧视折向通流状态示意图
35.图7为本发明凿毛机侧视双向通流状态示意图
36.图8为本发明凿毛机内部气缸活塞第一位置状态示意图
37.图9为本发明凿毛机内部气缸活塞第二位置状态示意图
38.图10为本发明双向行走作业装置平面示意图
39.图11为本发明双向行走作业装置作业臂前伸作业状态示意图
40.图中，附图标记如下：
41.1、凿毛机，2、主体，3、活塞杆，4、凿击头，5、第二模块，6、第一模块，7、驱动件，8、上进气路，9、下进气路，10、竖向气路，11、副通路，12、主通路，13、封闭部，14、开口部，15、l形部，16、上腔，17、抬升腔，18、下压腔，19、下腔，20、支进气路，21、上排气路，22、下排气路，23、环形腔，24、上垫块，25、下垫块，26、上活塞，27、连通路，28、连接柱，29、径缩杆，30、下活塞，31、车体，32、第一驾驶室，33、第二驾驶室，34、履带，35、液压支撑腿，36、门架，37、平台，38、支撑板，39、第一臂，40、第二臂，41、第三臂，42、第四臂，43、喷枪，44、切割设备，45、钻孔设备，46、液压驱动机构，47、工作臂。
具体实施方式
42.如图所示：一种铁路隧道双向行走作业装置，包括车体、第一驾驶室、第二驾驶室、履带、液压支撑腿、门架、平台、支撑板、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、喷枪、切割设备、钻孔设备、液压驱动机构、凿毛设备，车体上方设置有第一驾驶室、第二驾驶室，第一、第二驾驶室朝向相反，车体下方设置有所述履带，车体侧方设置有液压支撑腿，所述车体的前后两
端各设有一个门架，一个门架上设置有平台、另一个门架上设置有支撑板，所述平台上设置有第一臂、第四臂，所述支撑板上设置有第二臂、第三臂；所述第一臂的工作端设置有所述切割设备，所述第二臂的工作端设置有凿毛设备，所述凿毛设备包括工作臂、凿毛机，所述第三臂的工作端设置有钻孔设备，所述第四臂的工作端设置有喷枪，第一至第四臂均通过所述液压驱动机构驱动实现转动；
43.所述凿毛机包括主体，主体上安装有驱动件，主体内设有第一模块、第二模块、上进气路、下进气路、竖向气路、副通路、主通路、驱动板；所述驱动板从上到下依次包括封闭部、开口部、l形部；第一模块包括一排气缸模块，第二模块包括若干排气缸模块，所述气缸模块包括缸体、活塞部；所述缸体内设有上腔、抬升腔、下压腔、下腔、支进气路、上排气路、下排气路、环形腔、上垫块、下垫块；活塞部包括上活塞、连接柱、径缩杆、下活塞、活塞杆、凿击头；
44.驱动件可驱动驱动板上下运动；所述封闭部封闭上进气路时，上进气路与下进气路关闭；当开口部连通上进气路时，下进气路封闭、上进气路与副通路连通；l形部包括l形截面，当l形部对准上进气路时，上进气路与副通路切断，上进气路通过竖向气路连通至下进气路，下进气路连通主通路；当l形部从对准上进气路位置继续抬升时，上进气路连通副通路，下进气路连通主通路；主通路分别连通至第二模块内的每个气缸模块的支进气路，副通路分别连通至第一模块内的每个气缸模块的支进气路；
45.所述上活塞下方连接所述连接柱，所述连接柱下方连接径缩杆，所述径缩杆下方连接下活塞，所述下活塞下方连接活塞杆，所述活塞杆下方连接凿击头，所述凿击头伸出缸体；所述上活塞上方为上腔，所述上活塞下表面与缸体内壁之间形成所述抬升腔，所述下活塞下方形成下腔，所述下活塞上表面与缸体内壁之间形成所述下压腔；所述连接柱中设有连通路；活塞部位于第一位置时，支进气路输出气体至环形腔后通过径缩杆的外周流向所述下压腔，下压过程中所述抬升腔中的气体通过上排气路排出，活塞部位于第二位置时，所述支进气路连通所述连通路，并通过所述连通路连通至所述抬升腔，抬升过程中所述下压腔中的气体通过下排气路排出。
46.如图所示：当支进气路连通所述连通路、流体从支进气路流至连通路时，流路面积减小。第一模块内的气缸模块数量为一或二或三或四。第二模块内的每排气缸模块的数量与第一模块内的气缸模块数量相同。下压腔中设有下垫块，抬升腔中设有上垫块。所述下活塞的直径大于上活塞的直径。所述主通路借助中间通路分别连通至第二模块内的每个气缸模块的支进气路。所述副通路借助中间通路分别连通至第一模块内的每个气缸模块的支进气路。所述主体侧方设置有支架部。工作状态下，所述支架部抵接在工作面以对凿毛机进行定位。
47.注：各附图中的凿击头的数量并不对应，以示凿毛头的数量可以根据需求选择，附图仅为示意图，各部件或者空腔流路的实际尺寸比例可根据工作需求进行常规设计。至于提到的主副通路、中间通路、支进气路的连通关系，可以采用常用的多级树形分支路结构，其较为常见不再赘述。
48.上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

技术特征：
1.一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：包括所述车体、所述第一驾驶室、第二驾驶室、履带、液压支撑腿、门架、平台、支撑板、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、喷枪、切割设备、钻孔设备、液压驱动机构、凿毛设备，车体上方设置有第一驾驶室、第二驾驶室，第一、第二驾驶室朝向相反，车体下方设置有所述履带，车体侧方设置有液压支撑腿，所述车体的前后两端各设有一个门架，一个门架上设置有平台、另一个门架上设置有支撑板，所述平台上设置有第一臂、第四臂，所述支撑板上设置有第二臂、第三臂；所述第一臂的工作端设置有所述切割设备，所述第二臂的工作端设置有凿毛设备，所述凿毛设备包括工作臂、凿毛机，所述第三臂的工作端设置有钻孔设备，所述第四臂的工作端设置有喷枪，第一至第四臂均通过所述液压驱动机构驱动实现转动；所述凿毛机包括主体，主体上安装有驱动件，主体内设有第一模块、第二模块、上进气路、下进气路、竖向气路、副通路、主通路、驱动板；所述驱动板从上到下依次包括封闭部、开口部、l形部；第一模块包括一排气缸模块，第二模块包括若干排气缸模块，所述气缸模块包括缸体、活塞部；所述缸体内设有上腔、抬升腔、下压腔、下腔、支进气路、上排气路、下排气路、环形腔、上垫块、下垫块；活塞部包括上活塞、连接柱、径缩杆、下活塞、活塞杆、凿击头；驱动件可驱动驱动板上下运动；所述封闭部封闭上进气路时，上进气路与下进气路关闭；当开口部连通上进气路时，下进气路封闭、上进气路与副通路连通；l形部包括l形截面，当l形部对准上进气路时，上进气路与副通路切断，上进气路通过竖向气路连通至下进气路，下进气路连通主通路；当l形部从对准上进气路位置继续抬升时，上进气路连通副通路，下进气路连通主通路；主通路分别连通至第二模块内的每个气缸模块的支进气路，副通路分别连通至第一模块内的每个气缸模块的支进气路；所述上活塞下方连接所述连接柱，所述连接柱下方连接径缩杆，所述径缩杆下方连接下活塞，所述下活塞下方连接活塞杆，所述活塞杆下方连接凿击头，所述凿击头伸出缸体；所述上活塞上方为上腔，所述上活塞下表面与缸体内壁之间形成所述抬升腔，所述下活塞下方形成下腔，所述下活塞上表面与缸体内壁之间形成所述下压腔；所述连接柱中设有连通路；活塞部位于第一位置时，支进气路输出气体至环形腔后通过径缩杆的外周流向所述下压腔，下压过程中所述抬升腔中的气体通过上排气路排出，活塞部位于第二位置时，所述支进气路连通所述连通路，并通过所述连通路连通至所述抬升腔，抬升过程中所述下压腔中的气体通过下排气路排出。2.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：当支进气路连通所述连通路、流体从支进气路流至连通路时，流路面积减小。3.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：第一模块内的气缸模块数量为一或二或三或四。4.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：第二模块内的每排气缸模块的数量与第一模块内的气缸模块数量相同。5.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：下压腔中设有下垫块，抬升腔中设有上垫块。6.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：所述下活塞的直径大于上活塞的直径。7.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：所述主通路借
助中间通路分别连通至第二模块内的每个气缸模块的支进气路。8.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：所述副通路借助中间通路分别连通至第一模块内的每个气缸模块的支进气路。9.根据权利要求1所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：所述主体侧方设置有支架部。10.根据权利要求9所述的一种铁路隧道双向行走作业装置，其特征在于：工作状态下，所述支架部抵接在工作面以对凿毛机进行定位。

技术总结
一种铁路隧道双向行走作业装置，包括车体、第一驾驶室、第二驾驶室、履带、液压支撑腿、门架、平台、支撑板、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、喷枪、切割设备、钻孔设备，车体上方设置有第一驾驶室、第二驾驶室，第一、第二驾驶室朝向相反，车体下方设置有所述履带，车体侧方设置有液压支撑腿，所述车体的前后两端各设有一个门架，一个门架上设置有平台、另一个门架上设置有支撑板，所述平台上设置有第一臂、第四臂，所述支撑板上设置有第二臂、第三臂。第三臂。第三臂。


技术研发人员：尹来容 刘云龙 占金青 刘敏 刘翔 魏波 彭学军 汤宇 鲁新 雷勇翔 杨小飞
受保护的技术使用者：中铁五局集团有限公司 华东交通大学 中铁五局集团第一工程有限责任公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/4